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標題: 中國火箭之憂點 [打印本頁]
作者: 包頭大啦嘛 時間: 2012-8-2 09:00
標題: 中國火箭之憂點
從近日看到的一些信息來看，個人認為印度人對中國航天方面的主流評價還是客觀的！
. y' f$ T7 w# n 而有不少哥們以嘩眾之良苦用心帶來的印度消息明顯是偏頗的，且有愈來愈盛之勢。阿三一詞不知其出（周星星同學？）處，但是一個例證。
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當然同樣的還有所謂“棒子”，“小巴”等等不一而足，透出的是大國情懷？個人認為發言時立場不偏頗才有可能搞清楚道理。7 S/ ` K: {- {1 w r
目前載具方面的實際情況是，印國的MK3已臨近試飛（預計時間在重型長五之前）。當然有人會說這個東西笨重且比長三乙差，但加以較短的時日MK4也會出來（且極有可能在重型長五后面不久），而且到時印國200噸液氧煤油火箭發動機（即印度所謂的Semi cryo,這個是富氧分級燃燒循環，其各項參數近于RD191）及100噸燃氣發生器氫氧發動機極可能會研發成功，據說其在這方面的預算高達170多億（印幣）。 屆時的情況很可能會不太美麗，我們知道在1994年以前，我們可以負責任的說，我們的載具運能是地球老四，日本在我們后面，還在搞M固體火箭（還有人笑話人家是斜射），在仿造美國的東西（N1火箭、H1火箭）。但就是在94年，H2成功射了！而當年的一本航空刊物（不點名了）上有大文比較了同年射成的H2和長三甲后，說中國用較少的代價獲得了相同的效果（現在看是有近視之嫌的）。其時，中央大國的幾位有識之士（張貴田任新民等）疾呼要上大煤油機與大氫氧，未果！
也是在94年，敗過一次的PSLV重新披掛上陣，結果大成。這一射的成功也標志著印國成為真正意義上的航天“老六”（前面是美、俄、歐、日、中）及大固推“阿三”（前面僅美 、歐而已）。同年，印國讓ASLV之流退役。
就現實的情況來看，我們目前的載具總體上是強于印度的。但我們不能回避的事實是，一直以來我們認為技術上晚我們十數年的印國，94年在分段大固推上全面超過了我們（印國固推方面起步并不早于我們，技術據信大部來源于美國“偵察兵”火箭，可能是技術上的原因，其在大固推上用二次噴射TVC，而不是主流的搖擺噴管）。
而如果其GSLVMK3成功首飛，則我們不得不承認其大型氫氧上面級將與我們站在同一水平上。如果其再進一步，成功發展出MK4并研出200噸煤油和100噸氫氧機，則中央大國將在載具方面被印國全面超越……
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要看到，就是我們現在所樂道的氫氧上面級（當年號稱全球第二大高能末級），還是任老等人力挽狂瀾力排眾議力保氫氧機，才能有今天之長三甲乙丙之輝煌成績。當年有人認為這是個燒錢不討好的項目。一個真實例子就在我們面前：是我們的120噸煤油機，它是1999年立項的，到2012年才通過工藝驗收，中間花了13載光陰，研出來的東東據信有超重身材（因為采用泵前搖擺所致？RD191采用的是泵后搖擺）。而據稱我們的大煤油火箭發動機和大氫氧機還在論證中……，并未立項，甚至連推力等一些最基本的參數都未能確定下來。
要看道很多情況下我們是可以集中力量辦大事的，但有時也會集中力量辦錯事（而且辦錯還有人大聲叫好）。
主席他老人家曾說過“戰略上我們要藐視敵人，而戰術上我們要重視敵人”。
我們要客觀的評價一些事情，這其實是使我們立于不敗的根本。相反貶低他人并不能抬高我們自已！
& |- P, R% G6 o 位卑未敢忘國憂。本著少花錢多辦事的原則，私以為研發載具既不能不做為也不能太過追求技術指標而好高騖遠。以關心中國航天事業發展一草民之沖動提出航天動力方面建議一框。不求聞達天聽，但求一吐為快：
1、在120噸煤油機基礎上繼續進行挖潛改進，終使其在5年內達到RD191之推力與比沖水平，并試用泵后搖擺及耐高溫高壓軟管等技術（新技術可用于后續機型）；
2、論證中的大推力煤油機仍采用富氧分級燃燒循環，但要單臺用四推力室，并延用120噸煤油機之推力室技術（依RD170比于RD191之例，這樣可以有相當部件通用，60-70%？），而不是已不斷傳出的所謂用雙大推室甚至單大推室（據稱蘇聯大哥當年曾啃過該大難題），這樣我們可以集中主要力量研發渦輪泵組等相關部件，以免難度太大搞成二十年甚至三十年工程，這樣僅試車用的煤油會省下數以萬噸計；
3、集中力量在YF77基礎上通過挖潛改進，爭取用5-8年時間使其推力達到主流的百噸級（J2、火神、LE7一級）并發展出高空大噴管版本（用于大型上面級），取消重新上馬150-200噸氫氧機之燒錢動議（有人測算該機型將消耗掉YF100五倍不止之資、力？）；
4、所謂此一時彼一時也，我們要創造條件，不要繼續讓2.25/3.35/5米變成約束載具成長的金項圈，看一下航天六強中中國之外的事例就能意會……
5、煤油機的點火工質現在用三乙基鋁、三乙基硼，其并不安全、亦不環保……我們要再下一城將其搞成過氧化氫催化點火;
6、基于以上；
（1）發展長五加強型，其雙機氫氧芯級將在日本H2B同一水平上，配以YF100增推型助推其最大運能將提升到35噸？
（2）發展我國近地軌道運能100噸+之超大運載火箭（長征九號，簡稱長九，有“長久”之喻意），可靈活構型，其中一方案可搭配為五臺YF77增推氫氧8米芯+6臺四燃室煤油大助推（直徑3.35嫌不足，可加大？）。若再配以YF77氫氧大噴管5米上面級（用已有5米長五芯改進，發動機減為一臺？），則可實現奔月運能40噸+？
7、長征九號的基本構型采用氫氧推進劑8米芯級，而不是煤油芯級。理由如下：
（1）減少全箭級數芯級為氫氧級可實現LEO一級半入軌，氫氧芯級地面點火或空中助推狀態點火，相比二級半氫氧上面級空中失重條件點火可提高固有可靠性；
（2）降低全箭總高,將總高控制在90米以內，在建天津全箭振動設施可滿足試驗要求，無須大的新建及改擴建投入；
（3）8米煤油芯級應當布置4臺或5臺500噸推力發動機，但空間尚嫌免強（采用四燃室煤油），采用氫氧芯則不存在該問題；
（4）采用氫氧芯級有利于通過助推器臺數、推進劑加注量、點火時間、燃燒時間、發動機節流控制（部分或全部）等配置方案形成合理的更大的運載能力覆蓋范圍；
……………………
- T* a& w: | A 雄心不是哭喊出來的！是實事求是的經濟基礎、人才、技術和管理為支撐的。我們不能坐視俄美凌駕，日歐越肩，更莫讓印度老六變“阿三”！
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言多不妥，敬請斧正！
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作者: 包頭大啦嘛 時間: 2012-8-2 09:05
龍老多年前曾在文中談過YF77的優點，研發費用省，對火箭來說與百噸級在總體上與50噸無大差別，可用作上面級等等…… ; D6 T$ P+ K; K
% [! ] N! j K9 u 個人的幾點想法：
+ r- w5 T3 l, `2 _8 N' H( Q* V 1、關于研發費用省是相對的，國人有所謂一分錢一分貨的說法，其實一半的費用當然是便宜了不少，但個人認為與美日歐研發100噸氫氧機前的技術積累相類似（中國甚至在某些方面積累更多）的中國，卻研發50噸級的機子，不能不讓人認為是太過保守；" y5 @1 y2 n' i! W8 a5 a+ _
2、對于長五總體影響是不大，甚至有人說雙機省了游機。但個人認為技術上游機并不是障礙，還是美國人RS68的排氣用于滾控有兼得功效？9 {1 }! \/ b1 A u8 ?
3、現在看來，當年還是上百噸氫氧發動機機更有利。 可實現長五、長九大小兼顧。8 k5 _- K v% y. j5 R) e8 d
作者: 風隨意 時間: 2012-8-2 09:07
坐上沙發慢慢看！
作者: 包頭大啦嘛 時間: 2012-8-2 09:07
本帖最后由 包頭大啦嘛 于 2012-8-2 10:18 編輯 # j$ |; b0 ~$ F
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說一下我們的液氧煤油火箭發動機的點火方式改進。目前我們的煤油機的點火工質用三乙基鋁、三乙基硼，其并不安全、亦不環保……我們要再下一城將其搞成過氧化氫催化點火;理由如下：
! L3 ~ f+ }( n) d* @ （1）、過氧化氫在火箭推進中的應用歷史非常之久遠（諸如英國的伽馬發動機），在國內亦有YF85（A）過氧化氫煤油火箭發動機。當其用于航天任務時，過氧化氫的催化劑已可以完全不用貴金屬，而只用到普通金屬氧化物即可，可保證低使用成本下的高可靠性。: X, ^- e r5 n
（2）、現在RD170及我們的YF100所用的三乙基鋁、三乙基硼點火工質存在燃燒殘留物的問題且殘留物極不易清理。這件事從當年張貴田老師的大文里可見，其中說，清理技術在獨聯體國家有，但被認為是"know how",出讓該技術要數百萬之巨資（不記的是美金還是盧布？）。現在可以認為之所以不易清理，應是有點火工質的“功勞”的，至少也有部份原因。
0 |. w E- }6 Y3 N4 T/ w （3）、本人曾在08年2月到11年3月從事過PPC樹酯生產研發，其間“有幸”大量接觸到與三乙基鋁、三乙基硼性質相似的二乙基鋅（聚合過程的催化劑）。相關人員全部經常被其生產過程中的煙塵及“怪異味道”侵擾（相應的防毒面具其實是只能保命不能保健康），未被其“無名之火”（與空氣或其它氧化性介質接觸即燃、與水接觸則劇烈反應氣化直致爆炸、與皮膚接觸就更悲催……）燒到者了了，其中最驚心的一次是在做純化時，百余公斤二乙基鋅分解，其管道、容器、閥件、指示儀表無一幸免的內部大量結垢（事后的分析是因為雜質及系統控制溫度問題）。其結垢的清理可以用痛苦一詞來形容卻又不足以表達出實際的悲催，用大量燒堿浸、用硝酸泡都曾試過……2 w+ ~7 n$ S+ q+ C% o' \$ V r' k! y
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8 z# i! \2 }9 K" s" Y* { 附上當年的產品說明：3 ~9 N2 e2 i) f0 X8 A- G
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一、二乙基鋅物化性質
2 D- ]6 o7 I! {, Q `化學分子式： Zn(C2H5)2
; ~* q4 y) Y% V$ V0 X R8 f+ ]分子量： 123.58 l+ |0 c$ \, ?( |- W
純度： 95%以上
+ }4 i l6 ]& R( u熔點(101.325KPa) : —30℃5 R# C5 V+ v) y% ?- r3 v; Q
沸點(101.325KPa) : 118℃% E/ }6 B/ [/ S: w) Q' d
液體密度(15℃, 100KPa) 1226Kg/m3" N. P, x' y- H" d( W$ P4 c6 _
氣體密度: 4.3Kg/m38 D0 Q2 S+ y+ U# T
氣化熱(118℃, 101.325KPa) : 40.193KJ/Kg
4 Q @; ]: `5 A% {8 V蒸氣壓(0℃): 0.479KPa , |. k# y# `" o9 V# C
(10℃): 1 KPa
2 [$ N4 \6 e& K: j( H1 q' i; Y$ C(50℃): 7KPa
% u+ Y9 M. i p8 S折射率(液體20℃, 101.325KPa) : 1.4983
, J' A N; h* S. M著火點: 室溫% C3 E1 X8 ?7 w4 d, V
毒性等級： 0! _/ S9 U( S% Z
二、二乙基鋅的熱穩定性. R3 X2 B9 ^" ~6 Q
二乙基鋅對熱不穩定，并在升溫過程中很快分解，且是放熱反應。一旦熱分解發生就會變成失控反應，除非有特殊措施，否則是無法制止的。將一定量的二乙基鋅放在密封容器中，由于慢慢分解，會使其溫度自動上升，直至出現危險的分解點。根據實驗結果及資料表明，在不同溫度下，二乙基鋅的半衰期如表：
$ L2 P6 M8 l! v' Z# A# z' t# l溫度，℃ 半衰期
5 D/ `! s: D$ ]120 10天
- m/ a' C8 u: J( Z$ R- D150 1天 & g4 |. b5 _* f' G3 B4 j) A
200 幾分鐘
5 s% P5 d- D) i- g9 g7 Y
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三、二乙基鋅應用方向' B+ m# o% G; w: z
1、二乙基鋅主要用環氧化物的開環聚合，它具有非常強的還原性，能參與一些特殊反應。5 @" l' B4 U3 T8 Z* L& l
2、二乙基鋅是一種活性極高的催化劑，能使一些非常不活潑的物質發生反應。
& v# T: v+ }+ F: B$ |3 N8 I, |; n' a3、對紙質文物進行保護和修復。
! w6 @" M. _) r$ R4、對醛、苯甲醛的不對稱性加成、對映選擇性加成及立體選擇性加成反應。
. F: b! f& W7 E- l2 r& r( d5、芳香醛的不對稱烷基化反應。
3 J9 [' b( {- v9 @6、陰離子聚合的反應。8 @! l2 @3 ^1 C! a$ g# I; Y; A0 J
7、二乙基鋅是化合物半導體薄膜材料的重要生長方法MOCVD的一種MO源。! o2 H, G( G, i6 i, m, h; j: Z
8、高能航空和導彈燃料。 4 J0 Y: [' c0 Y, k/ k0 t. l; s& o* k; v
四、二乙基鋅安全技術指標
; F G b: i- j8 I1、二乙基鋅極易著火，在空氣中室溫下無需火源的情況下就會著火，遇水、氧化劑、酸類、堿類等結構中含氧的其它化合物發生劇烈反應，如泄漏時溶液能與空氣反應放出熱量，使溶劑迅速揮發，增大潛在的危險，溶液也能使皮膚嚴重燒傷。) D1 ^/ K0 |8 p1 V; y, V+ O
2、儲存容器必須無氧無水、無泄漏、能耐一定的壓力、不易破碎、有易于操作的出口。
* y0 A5 x/ ^' t) V% S2 Z! w) [3、長途運輸時使用特制的鋼瓶，并充惰性氣體保護，在實驗室使用時可以裝在密封的兩口玻璃瓶或者特制的密封的玻璃容器中。4 v+ }# ^$ Q/ A8 a- u5 ?5 b
4、如著火應立即掐斷泄漏源，然后用砂、硅藻土、蛭石滅火，禁止使用水、泡沫或鹵代物滅火劑，接觸皮膚時，用大量水沖洗，嚴重時去醫院治療。
& e& u) K$ W) y4 s7 i8 ]- A& T五、二乙基鋅的包裝及運輸
/ _, l& Z" I; t/ V! e3 B1、100—500ml不同容積的特制玻璃瓶包裝。此類包裝主要針對年使用量較小的國內外大學、研究院、所的實驗室研究人員，可以裝純二乙基鋅也可選用甲苯或者正己烷等適當的溶劑，將二乙基鋅配成一定濃度的溶液，這種包裝操作使用安全方便。
3 w6 l7 A8 a8 c1 n5 E+ ~1 I' }2、1Kg、2kg、5kg、100kg 等不同容量的特制不銹鋼瓶包裝。此類包裝適合于較大使用量的客戶，運輸儲存中安全方便。
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作者: 風隨意 時間: 2012-8-2 09:17
印度阿三有3艘航空母艦。人家沒有看不起病的情況。阿三全面超越中國是時間問題，而我們要改變還需要再一次革命。然后又會落下一大截！最后成為全世界最貧窮的國家！
作者: 包頭大啦嘛 時間: 2012-8-2 10:17
天頂號火箭因歷史原因終只能在海射公司不溫不火的蹉跎度日，俄國最終會用安加拉取而代之。俄烏兩國在解體后航天方面一直是倒拉牛狀態，可謂一日不如一日，一年不如一年。據傳，烏克蘭在蘇聯解體后的困難時期，有不少先進技術流入美歐日中等國，尤其在庫其馬總統（曾經的極資深火箭工程師）當政時期與中國關系頗融洽，在航天、航空等方面技術上有明里暗里不少合作……
: Q, B3 X! [/ n$ c8 {2 _ 再爬一下桿，想說的是，據稱我們的煤油機技術除自力更生之外，另外的來源是俄國、烏克蘭及其它獨聯體國家等（單一型號上來源最多的可能是rd120）。從張貴田老師的文里知道，90年代中期的中國已基本掌握了富氧分級燃燒技術，并在液氧預壓泵方面采用了與RD170相同的富氧燃氣驅動渦輪后燃氣直接排入液氧主流的流程（RD120亦用）。還有，其點火方式上也與RD170一樣用了輔助流體三乙基鋁、三乙基硼（RD120亦使用）。再有，現在的YF100在推力方面比RD120大近60%，而與RD170的單室推力相比只小30%多。再有，現在巨型長征九號打算研發500噸大推力煤油機更要采用雙大推力室，其單室比RD170單室推力還大30%多……) S$ ]( H h3 p; I6 I! }3 V3 X# E
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鑒于以上情況的一個猜想認為在蘇聯倒下的這段時間里，我們除了完全掌握到RD120技術及工藝之外，也較深入的得到了RD170的技術資料？# k' V3 K+ m# q3 I2 q. ^; i8 ~$ b+ |
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作者: 包頭大啦嘛 時間: 2012-8-2 10:20
個人認為對于中國航天新型超大型載具長征九號來講500噸級（或是650噸級）大推力煤油機用四推力室可能是個好的折中。
, |8 H4 I/ O x& z5 F+ w一則，世界上對于超過1000萬kW/m3高能流密度化學反應在大空間內反應及運作基理還未認識清楚（RD170的四個室總共才不到0.5m3); , c' L4 _- a& Z, P( t5 \
二、與YF100及其后續挖潛及改進型號采用一脈相承的技術及材料將大大的有利于降低研發難度，與大雙室相比成本將大大降低。! B8 ~1 M5 O9 u5 \( c5 ~' c$ y
（1）按目前已經驗證的技路徑，四室機推力室可完全延用現有機型，而若加大推力等級到650時則通過增加單個推室長度來實現（假定室壓不做調整），甚至可完全不做調整；
* f+ E1 E) X* }0 E: _（2）研發雙室機，則現有YF100推力室（依據RD120數據，估計其規格應為直徑320mm,長1200mm或略長）的直徑完全無法滿足，而須完全重新設計，其規格會超過RD170推力室（規格為直徑380*長1080）之直徑規格。這個選擇的風險目前無法估計；1 M' u" }: {6 [& [" N
（3）采用四室機可有效減少試車（尤其是熱試）時間，畢竟渦輪泵的試驗在冷試階段可完成很大部份，而推室則以熱試為主，燒掉的煤油可以大大節省。
1 }. V3 Z& |$ }) P（4）研發周期大大縮短，這個是人所樂見的
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作者: 包頭大啦嘛 時間: 2012-8-2 10:25
多推力室結構在蘇聯／俄羅斯的發動機上廣為使用其實并非偶然，或者說不僅是人所共知的單大推力室研發難度問題所致。1 \+ j3 b6 ~: U1 ?& K# W* E
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曾看到有文中提到其優點 ，說它降低了發動機總高，采用泵后搖擺多推力室又省了游機，有利于發展系列機型。 多室技術雖避開了單大室不穩定燃燒難題，卻又可能出現多室耦合振動及管道振動的問題，這個也是不易解決的。另外，其實多室技術在中國的根基并不深，之前除了游機可能就是以游機為藍本的YF73，在大推機型上無實踐。所以不論是個人推崇的四室，還是可能將來實際研發的雙室五百噸機型，都要過這個坎。 是無法回避或繞開的。
作者: 包頭大啦嘛 時間: 2012-8-2 10:30
目前已知的500/650噸大推力液氧煤油發動機可能是被設計成了兩個預燃室。設計為對稱布置，可能是考量有利于對有限結構空間的最大程度利用，另外就是用一個推力室、一個預燃室便能研出推力一半的新機型。自已畫了個草圖說明（未含預壓泵及液體推進劑管路）：, F1 A. W' c; b" s: ?% k
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作者: 包頭大啦嘛 時間: 2012-8-2 10:41
172288625 發表于 2012-8-2 09:17 
7 X6 U9 O+ O! D! V( V印度阿三有3艘航空母艦。人家沒有看不起病的情況。阿三全面超越中國是時間問題，而我們要改變還需要再一次革 ...
曾有在新聞里聽到：120噸液氧煤油發動機是……“最大推力發動機”（http://v.ku6.com/show/zRpsmuqwLRJS-jf5.html），更懶、肉麻或故意到連“中國”、“國內”等字眼都不加于前；但此條新聞“不徑”而走，成為各報、網競相轉載之題目……。個人認為此種作法有誤導大多數國人認為120噸煤油機是世界最大之嫌，亦或是此技者兄臺根本無此類新聞之報導之能力而強被亦無此能之某“社”派出的無耐之人……
/ G( P* P, W$ q. a 總之是悲催……！
) s0 m% B8 g* c! h- k個人認為現在的大多記者，商業嗅覺是極其敏銳的，卻多好大喜功之輩，以賺到眼球為終極目標，鮮有憂國憂民者。悲催的還不是這個，而是曾有的幾個有棱角的，現在也和諧的默默無聞了！; l! ]" Z, F" Q5 ~9 V, i5 v& G
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作者: 包頭大啦嘛 時間: 2012-8-2 15:07
近日外傳的中國巨型運載火箭長征九號，個人依據網傳材料，設其芯級直徑為8米，用CAD草圖推出其總高度為88.2米，長徑比為11
作者: 949457130 時間: 2012-12-20 12:09
先試射了長征五號以后再說長征九號吧！未來的大推力火箭能達到前蘇聯能源號火箭的水平就不得了了！
作者: 殷麥曼 時間: 2013-6-23 17:35
中國的火箭技術就一個字“穩”！
作者: 林霸赫 時間: 2013-6-23 19:33
高見！ 這樣的文件應多些。
作者: 包頭大啦嘛 時間: 2013-11-2 22:47
林霸赫 發表于 2013-6-23 19:33 ; N$ j! \; H! G/ Y
高見！ 這樣的文件應多些。
多謝兄臺表揚，努力中
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作者: 小李飛刀樂呵呵 時間: 2013-11-22 14:03
外行問一下：布拉莫斯是否也是固態推進劑整套技術出色搞定的高超音速？
作者: 包頭大啦嘛 時間: 2013-11-22 21:05
小李飛刀樂呵呵 發表于 2013-11-22 14:03
/ Y& p2 q1 U: f( f& L% x# h) Y外行問一下：布拉莫斯是否也是固態推進劑整套技術出色搞定的高超音速？
布拉用的是所謂沖壓發動機，固體只有起飛段助推用到
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作者: 咪嗪 時間: 2013-11-23 08:34
太深奧啦就是不懂！
作者: 林霸赫 時間: 2013-11-23 21:17
主席他老人家曾說過“戰略上我們要藐視敵人，而戰術上我們要重視敵人”。真理！！！！！
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